3. СПОСОБ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ, РАЗРАБОТАННЫЙ В НИИ СТРОМКОМПОЗИТ

3.1. Предпосылки возникновения идеи

 НИИ Стромкомпозит более 20 лет занимается исследованиями в области альтернативных нетрадиционных энергоносителей. Разрабатывая технологию сухой перегонки бамбуков установили, что с момента посадки саженцев до достижения стеблем конечной высоты 15 … 30 м проходит всего 6 … 8 недель, при этом средняя масса (сухая) одного стебля набирает примерно 80 кг. Скорость синтеза биомассы в период роста бамбука 80 кг /8 недель = 10 кг в неделю или 520 кг/год. После достижения предельной высоты стебля скорость нарастания биомассы резко снижается.

Сравнивая скорость синтеза биомассы в бамбуке с аналогичными показателями для «быстрорастущих» черного тополя и лиственницы убедились, что у последних эта скорость почти в 50 раз ниже.

 Зная средний элементный состав горючей массы сухого бамбука (С – 51,0 %; Н – 6,8 %; О – 40,4 %; N – 1,8 %), вычислили теоретическое количество СО₂, израсходованного на синтез 80 кг биомассы. Расход СО₂ составил 108 кг.

 На 1 га плантаций в субтропиках за год возможно вырастить три урожая бамбука, срезая стебли при достижении ими предельной высоты, при этом суммарная масса сухих бамбуковых стеблей составит до 260 т/Га, на синтез которых потребуется 340 т СО₂.

Полученные данные подталкивают к мысли о возможности использования бамбука для отбора из атмосферы свободного СО₂, при одном условии – бамбук после достижения предельного роста (период активного поглощения СО₂) должен вырубаться, а на его месте выращиваться новый.

3.2. Суть идеи решения проблемы «парникового эффекта» 

 Ежегодный прирост свободного СО₂ в атмосфере за последние 30 лет составляет приблизительно 3,73 млрд. т/год (Защита атмосферы от промышленных загрязнений, Справочник, т.1, «Металлургия», М, 1988).

 Если 1 га плантаций бамбука способен за год «освоить» 340 т СО₂ (см.п.3.1.), то общая площадь плантации будет равна:

 Количество органической массы, полученной с бамбуковых плантаций площадью 0,11 млн. км² за год – 2,86 млрд. т. С учетом зольности, около 20 %, общая растительная масса (сухая) составит 3,57 млрд.т/год. Теплотворная способность сухой растительной массы (исходя из элементного состава органики) равна приблизительно 4100 ккал/кг.

 Итак, если воспроизведенную за год растительную массу, содержащую отобранный из атмосферы СО₂, сжечь (существуют такие предложения), то будет получена тепловая энергия в количестве до 14,6x109 Гкал, но вместе с тем в атмосферу выделится ровно столько СО₂, сколько было отобрано для фотосинтеза сожженной массы. Способ явно не пригоден.
 
ожно по-другому распорядится синтезированной биомассой, содержащий отобранный в атмосфере СО₂ - захоронить в почве. И такие предложения существуют. Но в этом случае мы не получим тепловую энергию, которая является элементом самоокупаемости, более того, биомасса, содержащая помимо углерода водород, кислород и азот, в условиях почвенного хранения, где предостаточно различных микроорганизмов, непременно будет вовлечена в процесс сбраживания с выделением СО₂, метана и других газов. Рассчитывать на то, что процесс сбраживания этой огромной биомассы можно взять по контроль и получать биогаз – иллюзия.

Нами предлагается другой способ переработки воспроизведенной за год растительной массы – сухая перегонка (пиролиз). В этом случае 3,57 млрд. тонн растительной массы распадаются на древесный уголь, примерно 1,71 млрд. т с содержанием аморфного углерода 1 млрд. т (58 %) и летучие 1,86 млрд. т, в которых остаточного углерода примерно 0,46 млрд.т (около 25%). Теплотворная способность летучих – 3500 ккал/кг.

Сжиганию подвергаем только летучие, при этом получаем 6,5 x 109 Гкал тепловой энергии или 1,13 x 1012 кВт.ч электрической энергии. Сжигание летучих превращает 0,46 млрд. т остаточного углерода в 1,23 млрд. т СО₂.

Полученная от сжигания летучих энергия эквивалентна энергии от сжигания 700 млн. т нефти, которая в этом случае фактически экономится. Известно, что сжигание 700 млн. т нефти дает 1,87 млрд. т СО₂, следовательно, экономия данного количества нефти исключает поступление в атмосферу 1,87 млрд. т СО₂.

Представленные данные позволяют предположить, что процесс отбора СО₂ из атмосферы может регулироваться площадями плантаций бамбука для выравнивания нужного уровня содержания свободного диоксида углерода в атмосфере.

А что же твердый углеродистый остаток от пиролиза бамбука, содержащий 1,0 млрд. т аморфного углерода? Этот углерод подвергается захоронению для будущих поколений и является своего рода возвращением долгов планете за использованный энергоноситель.